熱機械分析儀(TMA)主要用于檢測材料在程序控溫(升溫、降溫或恒溫)和特定機械力作用下,其尺寸或形變隨溫度或時間的變化關系。
基于這項技術,TMA可以檢測材料的多種關鍵性能,主要包括:
熱學性能
線性熱膨脹系數 (CTE):這是TMA最核心的應用之一,用于精確測量材料在溫度變化時沿特定方向的膨脹或收縮程度。
軟化點/軟化溫度:測定材料在受熱和受力條件下開始發生明顯形變的溫度。
玻璃化轉變溫度 (Tg):檢測無定形聚合物或半結晶聚合物中非晶區從玻璃態轉變為高彈態的溫度,此時材料的熱膨脹系數會發生顯著變化。
相轉變:研究材料在溫度變化過程中發生的固-固相變、結晶、熔融等行為。
力學性能
熱收縮與膨脹:測量材料(尤其是薄膜、纖維)在加熱過程中的尺寸收縮率或膨脹行為。
黏彈性能:通過特定的測試模式(如動態TMA),評估材料的粘彈性行為。
應力-應變關系:在特定溫度下,研究材料的形變與所施加應力的關系。
其他特性
相容性與適用性:評估不同材料復合或接觸時的熱機械行為是否匹配。
燒結過程:監測陶瓷等材料在燒結過程中的尺寸變化。
后固化效應:分析材料在加工或熱處理后,其玻璃化轉變溫度等性能的變化。